周 旋， 李鹏飞， 肖明清， 张顶立， 龚彦峰

(1. 北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室， 北京 100124；2. 中铁第四勘察设计院集团有限公司， 湖北 武汉 430063；3. 北京交通大学川藏铁路研究院， 北京 100044)

0 引言

土工织物作为一种新型的土工合成材料，已经被广泛地应用于隧道工程。作为隧道防排水系统的“反滤层”，土工织物的主要功能是抑制土体大量流失并满足隧道排水要求，同时保护防水板及其背后的隧道排水盲管。然而，在地下水的作用下，土工织物的内部和表面会发生淤堵现象，使得土工织物有效透水孔径减小，整体的排水性能下降，衬砌外侧水压力增大，可能导致隧道发生渗漏水病害，致使隧道的稳定性和安全性下降[1-4]。在实际隧道建设中，土工织物通常铺设在隧道二次衬砌的外侧，属于隧道中的“隐性工程”，若土工织物发生淤堵，运营人员无法及时对其进行疏通清理。因此，富水隧道土工织物的淤堵问题成为了隧道长期运营的一个关键难题。

现有的《土工合成材料测试规程》[5]针对土工织物的淤堵问题，采用了渗流梯度比试验进行测定，并规定梯度比GR<3作为土工织物能满足“反滤层”的标准。国内外学者针对不同影响因素开展了大量的淤堵试验研究[6-11]，结果表明： 当土体黏粒含量越大、黏性土密度越大、土工织物孔径越小、水力梯度越大、试验梯度比越大时，土工织物越容易发生淤堵且淤堵程度越严重。其中，黏粒含量和土工织物孔径对土工织物淤堵过程的影响较大。文献[12]在现有的淤堵试验仪上增加了密封系统并减小了测压管距离，进行梯度比试验后发现采用真空抽气使得土体饱和效果较好，现有的梯度比标准(GR<3)在一定程度上不能准确地反映土工织物的淤堵情况。文献[13]自主研制了多功能渗透试验装置并进行了淤堵试验，结果表明有纺土工织物对土体渗流具有一定的抑制作用。文献[14-17]研究了单向拉伸作用对土工织物反滤性能的影响，试验发现单向拉伸会使有纺织物的等效孔径增大，透水性和防淤堵性能增强，保土性能减弱，而无纺布则相反； 单向拉伸对同种土工织物的影响随着厚度的增大而增加。文献[18]对双向拉伸后的土工织物进行了循环水流梯度比试验，结果表明： 随着循环水流周期的减小，土体内部的土颗粒流失会逐渐增大； 双向拉伸强度的增加会使土工织物渗透性能增强，保土性降低。

综上所述，目前的研究主要是利用规范中的土工织物淤堵试验仪或改进后的试验装置进行梯度比试验，分析土体、土工织物和水力条件等因素对土工织物渗透性能、抗淤堵性能和保土性能的影响，没有结合实际矿山法隧道防排水结构特点进行研究。本文通过结合矿山法隧道拱形断面结构和环向排水管间接布置等特点，设计土工织物淤堵室内试验装置，研究土工织物类型、土工织物层数和淤堵类型对隧道断面不同位置处土工织物淤堵规律的影响。……